JP4510388B2 - Master cylinder for an electrohydraulic braking system with improved pedal feel simulation means and electrohydraulic braking system with such a master cylinder - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、改良されたペダル感覚シミュレーション手段を備える電気油圧制動システム用のマスターシリンダと、このようなマスターシリンダを含む電気油圧制動システムとに関する。
【0002】
【従来の技術】
電気油圧制動システムは、正常動作時に、運転者がブレーキペダルで感じ取る従来の制動回路の機械的な反応をシミュレーションするマスターシリンダと、ブレーキペダルへの運転者の作動を検知する手段とを含み、前記検知手段が、計算機に情報を送り、前記計算機が、油圧ポンプに対し、ブレーキに加圧ブレーキオイルを送る命令を発生する。動作劣化時、たとえばポンプが反応しない場合、マスターシリンダは、従来の制動回路と同様にブレーキに加圧ブレーキオイルを供給する。
【0003】
既知のタイプの電気油圧制動システム用のマスターシリンダは、ほぼ円筒形の本体を含み、内部に設けられた中ぐりが、少なくとも一つの供給チャンバと、ピストンによる作動チャンバとに分割され、前記ピストンが、中ぐりに気密スライド式に取り付けられ、ブレーキペダルに接続される作動ロッドにより作動される。ピストンは、休止時に2個のチャンバ間を連通可能にし、ブレーキ作動時に2個のチャンバを気密に分離することができる。供給チャンバは、ブレーキオイルリザーバに気密に接続され、作動チャンバは、正常動作時に、ペダル感覚シミュレーションカートリッジまたはペダル感覚カートリッジに接続され、動作劣化時に、車輪位置に配置される少なくとも一つのブレーキに接続される。
【0004】
ペダル感覚カートリッジは、ピストンが内部を摺動するほぼ円筒形のチャンバを画定する外装を含み、ピストンは、正常動作時の制動段階で、第一の面により、作動チャンバにより供給される加圧ブレーキオイルに従い、第二の面により、弾性手段の第一の端に従い、弾性手段の第二の端が、ピストンの反対にあるチャンバの底で支持される。弾性手段により、従来の制動回路の機械的な反応をシミュレーションすることができる。この反応は、ペダルにかかる力をペダル行程の関数として関連づける関係式に対応する。この関係式の特徴曲線は、制動段階開始時の制動回路の吸収に対応する少なくとも一つの第一の部分と、次いで、制動レベルの増加と共にますます大きくなる反応に対応する第二の部分とを含む。
【0005】
従って、ペダル感覚カートリッジで用いられる公知のタイプの弾性手段は、非常に複雑かつ高価であり、たとえば、一定ピッチおよび可変ピッチで負荷が異なる複数のコイルばねや、制動回路の吸収をシミュレーションする複数の弾性部材を含む。しかも、組立時間が長く、従来のペダル反応を適切にシミュレーションするのに必要な部品数が多いため、原価が高くなる。
【0006】
電気油圧制動システムは、ブレーキおよび自動車を良好に制御可能であるが、制動回路の反応のシミュレーション手段が比較的複雑で正確な調整を要するので、幅広い範囲の自動車への適用を検討できない。
【0007】
しかも、自動車の設備業者は、制動システムを構成するコンポーネントをできる限り標準化することを望んでいる。しかしながら、各タイプの自動車のペダル感覚は特徴的であるので、現在のところ、各タイプの自動車のペダル感覚シミュレーション手段を大幅に修正しなければならない。
【0008】
自動車の運転者にとっては、所望のタイプの運転に従ってペダル感覚を修正できることは非常に興味深いが、現在、存在する手段では、それは不可能である。特に、異なる制動快適性を望む複数の人が自動車を運転する場合、自動車の計算機に、この自動車を使用しうる各運転者に関するペダル感覚装置の調整を記憶させ、運転者の識別時に自動調整を行うようにすることができるであろう。
【0009】
また、たとえば単一ばねを用いることにより、シミュレーションカートリッジを構成する部材数を減らすことも検討できる。
【0010】
規則正しいピッチのコイルばねを使用することは不適当である。なぜなら、これらのばねの剛性係数kは一定であり、変形力Fdは、式Fd=k*xにより、軸方向変形xに対して線形に関連づけられ、この関係式は、ばねが弾性変形する限り有効であるからである。
【0011】
同様に可変ピッチのばねも存在し、その変形力は、ばねの軸方向変形に対して非線形に関連づけられ、その特徴は従来の制動回路の特徴に近いものであるが、こうしたばねは、自動車およびまたは運転者のタイプに応じたシミュレーションペダル感覚の調整を行うことができない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、構成が簡単であって、従来の制動回路の反応に非常に近いシミュレーションペダル感覚を可能にする電気油圧制動システム用のマスターシリンダを提供することにある。
本発明の目的は、また、様々な自動車の型式に容易に適用可能な電気油圧制動システム用のマスターシリンダを提供することにある。
【0013】
本発明の目的は、また、シミュレーションされるペダル感覚を簡単に調整可能な電気油圧制動システム用のマスターシリンダを提供することにある。
【0014】
本発明の目的は、また、複数の型式の自動車に使用可能な電気油圧制動システム用のマスターシリンダを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
これらの目的は、従来の制動回路の反応を再生する弾性手段を備えたペダル感覚シミュレーションカートリッジを含むマスターシリンダにより達せられ、弾性手段が、第一のコイルばねと、前記第一のコイルばねの少なくとも2個の巻きの間に配置されるスペーサ手段とを含み、前記スペーサ手段が、2個の巻線のための軸方向に向かい合った2個の支持面を有し、巻線がスペーサ手段で支持されるときに弾性手段の剛性を修正する。
【0016】
換言すれば、弾性手段は、複数の巻線を備えるばねを含み、ばねは、このばねの複数の巻線の間に介在するスペーサに結合されることにより、一巻きのスペーサにより隔てられる複数組のばねの巻線を形成する。ばねが被る負荷が増加すると、ばねの巻線が、各組の巻線の間に配置されるスペーサの部分と連続して徐々に接触し、弾性手段の剛性を連続して徐々に高め、かくして従来の制動回路の反応に近い反応をブレーキペダルで発生する。
【0017】
実際、弾性手段の剛性は、ペダル感覚シミュレーションカートリッジの反応を決定し、弾性手段の剛性は、コイルばねの作動巻線数に逆比例する。ばねに一定の負荷を加えた場合、他の巻線に対して軸方向移動する巻線を作動巻線と呼ぶ。
【0018】
その結果、本発明による弾性手段に負荷をかけると、ばねの巻線ゾーンが徐々にスペーサ手段と接触し、前記巻線ゾーンが、負荷を与えた方向に、この巻線ゾーンに対して次の巻線ゾーンまたは前の巻線ゾーンを固定するまで続ける。次の巻線ゾーンまたは前の巻線ゾーンは、「非作動」巻線ゾーンであり、支持体をなして作動巻線ゾーンの動作を停止する。
【0019】
有利には、スペーサの断面がばねの軸に沿って可変であるので、弾性手段の剛性の修正変化が得られ、従来の制動回路の反応に非常に近い反応が得られる。
【0020】
しかも、ブレーキペダルで感じ取る反応は、ばねに対するスペーサ手段の相対位置を変えることにより修正可能であるので、たとえば弾性手段の剛性変化を修正可能して、有利には制動システムの計算機により制御される装置を設けることができる。
【0021】
本発明は、主に、電気油圧制動システム用のマスターシリンダであって、中ぐりをあけた、長手方向の軸を中心とする本体と、中ぐりに気密スライド式に取り付けられて、ブレーキオイルリザーバに気密に結合される供給チャンバと作動チャンバとに軸方向に中ぐりを分割し、ブレーキペダルに接続される作動ロッドにより制御されるピストンと、ブレーキペダルにおける制動回路の反応をシミュレーションするペダル感覚シミュレーションカートリッジとを含み、前記作動チャンバが、正常動作時に、ペダル感覚シミュレーションカートリッジの内部と連通し、動作劣化時に、車輪位置に配置される少なくとも一つのブレーキと連通し、前記ペダル感覚シミュレーションカートリッジが、第一の面により、作動チャンバから供給される加圧ブレーキオイルに従い、第二の面により、可変剛性の弾性手段に従うことができるピストンを含み、弾性手段が、少なくとも一つの第一のコイルばねと、前記コイルばねの少なくとも2個の巻線の間に配置されるスペーサ手段とを含み、作動室内でブレーキオイルの圧力が所定値を超えると、前記スペーサ手段が、前記スペーサ手段に対して前記巻線を支持することができ、前記ペダル感覚シミュレーションカートリッジが、前記コイルばねに対する前記スペーサ手段の軸方向位置を修正することによりシミュレーションペダル感覚を調整する調整手段を含むことを特徴とするマスターシリンダを提供している。
【0022】
本発明は、また、スペーサ手段が、巻線をなす螺旋から形成されることを特徴とするマスターシリンダを提供している。
【0023】
本発明は、また、カートリッジの螺旋の断面寸法が、長手方向の軸に沿って螺旋部分で連続して増加または減少することを特徴とするマスターシリンダを提供している。
【0024】
本発明は、また、スペーサ手段がプラスチック材料からなることを特徴とするマスターシリンダを提供している。
【0025】
本発明は、また、コイルばねが規則正しいピッチを有することを特徴とするマスターシリンダを提供している。
【0026】
本発明は、また、スペーサ手段が、ペダル感覚シミュレーションカートリッジのピストンに対して固定式に取り付けられる長手方向の第二の端を有することを特徴とするマスターシリンダを提供している。
【0027】
本発明は、また、前記調整手段が、スペーサ手段の長手方向の回転移動を可能にするステップモータを含むことを特徴とするマスターシリンダを提供している。
【0028】
本発明は、また、運転者のブレーキ作動の検知手段と、前記検知手段から情報を受け取って、車輪位置に配置される少なくとも一つのブレーキを作動させる制御命令を発生する計算機と、前記計算機の命令を受けて、ブレーキに加圧オイルを送る圧力発生器と、正常動作時にペダル感覚のシミュレーションを可能にし、動作劣化時に加圧ブレーキオイル源の役割をするマスターシリンダと、正常動作時に前記マスターシリンダとブレーキとの間の連通を遮断する電磁弁とを含み、前記マスターシリンダが、本発明によるマスターシリンダであることを特徴とする電気油圧制動システムを提供している。
【0029】
本発明は、また、圧力発生器が、電動ポンプであることを特徴とする制動システムを提供している。
【0030】
本発明は、添付図面および以下の説明により、いっそう理解されるであろう。図において、前方、後方、上部および下部は、添付図面の左、右、上、下にそれぞれ対応する。
【0031】
ほぼ同じ形状またはほぼ同じ機能の部材については同じ参照符号を付した。
【0032】
【発明の実施の形態】
図1では、長手方向の軸Xを中心とする本体2を備えた既知のタイプのマスターシリンダを示した。本体2は、軸Xを中心とするブラインドホール4をあけられ、第一の油圧回路6と第二の油圧回路8とに分割されている。第一および第二の油圧回路の構造は似ているので、第一の油圧回路6のみについて説明する。
【0033】
第一の回路6は、油圧ピストン10を含み、このピストンは、ピストン10の周辺に設けられた環状溝14に取り付けられるリップを備えるパッキン12により、中ぐり4に気密スライド式に取り付けられている。ピストン10は、その後部で、トグル継手形に構成された作動ロッド18の長手方向前端16を収容し、作動ロッドは、自動車の車室に配置されるブレーキペダル(図示せず)に長手方向後端20により接続される。ピストン10は、ピストン10の後方に配置される供給チャンバ22と、ピストン10の前方にある作動チャンバ24とに中ぐり4を分割する。供給チャンバは、気密手段により、ブレーキオイルリザーバ26に接続され、作動チャンバは、正常動作時にペダル感覚シミュレーションカートリッジ28に接続され、動作劣化時に車輪位置に配置されるブレーキに接続される。
【0034】
ピストン10は、その中央部分に、バルブ32を備えた長手方向の通路30を有し、バルブは、休止時に供給チャンバと作動チャンバとを連通させ、制動段階では2個のチャンバ22、24を隔離する。
【0035】
ピストン10の戻し手段25が、第一の作動チャンバ24に配置される。
【0036】
第一の回路6と反対に、第二の回路がカートリッジ28に油圧式に接続されることは決してない。実際、正常動作時に、第二の作動チャンバ34は、制動回路から隔離され、動作劣化時に、第二作動チャンバは、管路36によりブレーキに接続される。この管路は、休止状態および動作低下で開いて、ブレーキに第二の作動チャンバ34を接続する。
【0037】
第二のピストン31は、その外周に環状パッキン35を含み、このパッキンは、動作劣化時に、中ぐり4の周辺に設けられて作動チャンバ24とカートリッジ28の内部との連通を遮断するショルダ33に協働する。
【0038】
マスターシリンダ本体の軸Xにほぼ垂直な軸Yを持つペダル感覚シミュレーションカートリッジ28は、ほぼU字形の外装38を含む。外装は、マスターシリンダ本体に気密に固定される開いた一端37と、底39とを含み、ピストン42が気密スライド式に取り付けられる内部チャンバ40を画定する。ピストンは、第一の面44で、第一の作動チャンバ24内の圧力に従い、第一の面44と反対の第二の面46で、弾性手段48の反応に従う。ブレーキオイルは、作動チャンバ24からカートリッジへ、軸Xにほぼ垂直なマスターシリンダ本体に設けられた管路50によって送られる。
【0039】
マスターシリンダ2の本体は、軸Yと同軸の第一のスリーブ43および第二のスリーブ41を含み、第一のスリーブ43が管路50を縁取り、ピストン42の一部を気密スライド式に収容する。第一のスリーブ43を囲む第二のスリーブ41は、たとえば、ねじナット45等の、マスターシリンダ本体にカートリッジを固定する手段45を含む。
【0040】
ピストン42は、複合型であり、リップを備えたパッキンにより第一のスリーブ43で気密にスライドする第一の筒状部分422を含む。リップは、第一の筒状部分422の外周に設けられた溝424に配置される。第一の筒状部分422は、管路50の正面で底428により塞がれる長手方向の第一の端426と、第一の端426と向かい合って、下向きT字形のピストン42の第二の部分425を収容する長手方向の第二の端430とを含む。T字形の脚432は、第一の筒状部分422にスライド式に取り付けられる。コイルばね434は、T字形425の頭部436と、第一の筒状部分422に設けられたショルダとの間に圧縮されて取り付けられる。ピストン42は、また、図では下から上に向いたU字形の第三の部分438を含む。この部分は、第一のスリーブ43を囲み、U字形438の底440が、第二の部分425の頭部を収容する。第三の部分は、開いた上端に、半径方向外側に延びるフランジ442を備える。
【0041】
第一の部分422の底428とT字形432の脚との間に、たとえばエラストマー製の弾性ブロック444を配置する。
【0042】
ペダル感覚をシミュレーションする弾性手段48は、一定ピッチの第一のコイルばね434と、外装の底39とフランジ442との間に圧縮取付される可変ピッチのコイルばね60と、カートリッジの底39とコイルばね60の長手方向下端64との間に挟まれるエラストマー製の突起62とを含み、前記突起が、従来の制動回路の行程終了時における最大制動時にペダルにおける反応感覚をシミュレーションする。
【0043】
コイルばね434、60は、ブレーキ作動時、それらの弾性変形領域で作動する。
【0044】
次に、従来技術のマスターシリンダの動作について簡単に説明する。
【0045】
ブレーキペダルに作用を及ぼすと、ピストン10は、ばね25に抗して矢印Aが示す方向に移動し、バルブ32を閉じ、チャンバ22、24を隔離する。作動チャンバ24の容積は減り、作動チャンバ内の圧力が上がり、ピストン42の第一の面44に作用する。作動チャンバ24内の圧力が所定の値を超えると、ピストン42は、ばね434に抗して、次いで、ばね60に抗して、矢印Bに従って移動する。
【0046】
最初に、ばね434は、従来の制動回路の吸収をシミュレーション可能である。その後、ばね60のピッチが可変であるために、ピストン42の移動と、ピストン42の第一の面44に及ぼされる圧力との関係が線形でなくなり、従来の制動回路の関係に近くなる(図2)。
【0047】
最大の制動力に対応する行程終了時、ピストンは、小さい方の底440により突起62をつぶす。これにより、従来の制動回路における飽和がシミュレーションされる。
【0048】
第二の回路のピストンは移動しない。
【0049】
動作劣化時、第二の回路の管路36が開き、第一のピストン10の移動により第二のピストン31を移動し、ショルダ33に環状パッキン35が押し当たることにより作動チャンバ24とカートリッジ28との間の連通を閉じる。この場合、マスターシリンダは、従来のマスターシリンダとして動作する。
【0050】
上記のマスターシリンダは、満足を与えるものであるが、複雑な構成であり、カートリッジによりシミュレーションされる反応を変えることができない。
【0051】
また、単一回路のマスターシリンダを備えた電気油圧制動システムも存在し、すなわち、圧力ピストンを1個しか含まず、従って、単一の作動チャンバが、正常動作時にペダル感覚カートリッジに接続され、故障の場合、車輪位置に配置される2個または4個のブレーキを供給する。
【0052】
図3に、本発明によるペダル感覚シミュレーションカートリッジ32を示した。マスターシリンダは、上記のマスターシリンダと同じものであるので、カートリッジ32についてのみ説明する。
【0053】
本発明によるカートリッジ32は、軸Yを中心とする、ほぼU字形の外装38を含み、U字形の上部が、カートリッジの長手方向に開いた第一の端37を形成し、この端が、マスターシリンダの本体2に気密に接続される。第一の端37と反対の長手方向の第二の端は、カートリッジの底39を形成し、有利には、ほぼ環状のフランジ68により縁取られ、調整手段を通すことができる。
【0054】
外装38は、ピストン42が気密スライド式に取り付けられる内部チャンバ40を画定する。この気密性は、たとえば、チャンバ40の内部側面に向かい合ってピストン42の周辺に設けられた環状溝72に固定取付されるリップパッキン70により保証される。もちろん、ピストン42の形状は限定的なものではなく、図1に示したようなピストンの使用は、本発明の範囲を逸脱しない。
【0055】
ピストン42は、ピストン42の第一の面44により部分的に画定される上部油圧チャンバ74と、ピストン42の第二の面46により画定される下部「ドライ」チャンバ76とに、チャンバ40を気密に分割する。チャンバ76は、チャンバ74とは逆にブレーキオイルを収容しないので「ドライ」と形容される。
【0056】
外装38は、また、下部チャンバ76に取り付けられる弾性手段48を含み、弾性手段は、軸Yを中心とする少なくとも一つのコイルばね78を含み、このばねは、ピストン42の第二の面46と、有利には孔60を画定する環状面68からなる外装の底79との間に圧縮されて取り付けられる。
【0057】
図示された実施形態によるばね78は、規則正しいピッチのコイルばねであり、これは、ばね78が、一定寸法の間隔だけ隔てられた第一の巻線Snを含むことを意味し、図示された例では、ばねが、一定の長さの間隔I1、I2、I3、I4、I5によりそれぞれ隔てられた巻線S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7を含む。
【0058】
しかしながら、断面が円形または矩形の巻線を備えた、可変ピッチのコイルばねや、円筒形または円錐形のコイルばねを設けることも検討できる。
【0059】
ばね78は、ブレーキ作動時、その弾性変形の範囲で作動する。
【0060】
弾性手段48は、また、軸Yを中心とする有利には螺旋形のスペーサ手段80(図3’)を有し、第二の巻線Znを含む。図示された例では、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5を含む。スペーサ手段80は、第二の巻線Z1、Z2、Z3、Z4、Z5が、それぞれ間隔I1、I2、I3、I4、I5に配置されるように、第一のばね78と協働可能である。
【0061】
スペーサ手段80の巻線Znは、コイルばね78の巻線Snを支持可能であるように十分な横寸法を有する。
【0062】
ばね78が円錐形である場合、スペーサ手段80は、ばね78の円錐形にほぼ等しい円錐形であることが有利である。
【0063】
スペーサ手段80は、上方の自由端(図示せず)と、下端83とを含み、下端は、スペーサ手段の設置後、孔60を塞ぐ栓に固定されるか、あるいは、シミュレーションペダル感覚調整手段82に固定される。
【0064】
もちろん、ばね78は、任意の巻線数Snを含むことができ、スペーサ手段は、間隔Inの数とは異なる巻線数を含むことができる。
【0065】
図示された実施形態では、スペーサ手段80を形成する螺旋が、軸Yに沿った軸方向寸法eの巻線を備え、この寸法は、矢印Cの方向に沿って連続して減少している。図3に示した巻線Z1、Z2、Z3、Z4、Z5の断面は、それぞれ軸方向の寸法e1、e2、e3、e4、e5であり、e2はe1より小さく、e3はe2より小さく、e4はe3より小さく、e5はe4より小さい。
【0066】
もちろん、外装38内のばね78の巻線の間にスペーサ手段を逆方向に配置して、スペーサ手段80を形成する螺旋の軸Yに沿った軸方向寸法が矢印Cの方向に連続して増加するようにしてもよい。
【0067】
もちろん、軸Yに沿って単調に変化する軸方向寸法の螺旋からなるスペーサ手段80も、本発明の範囲を逸脱しない。
【0068】
螺旋の横断面は、有利には矩形であるが、たとえば円形または楕円形の断面を備えた螺旋も本発明の範囲を逸脱しない。
【0069】
また、全ての間隔Inがスペーサ手段80の巻線Znを備えなくてもよい。
【0070】
ここで、nは、1以上の正の整数である。
【0071】
スペーサ手段80は、有利には、弾性手段48の作動範囲で容易に弾性変形するプラスチック材料から構成されるが、たとえば、スペーサ手段の巻線Znを弾性的に接近させながら、ばね78の巻線Snの間の剛性スペーサを形成する金属材料または他のあらゆる材料も本発明の範囲を逸脱しない。
【0072】
図示された実施形態は、また、応力特性と行程との第一の部分を特に修正可能にするシミュレーションペダル間隔調整手段82を含む。これは、間隔I1、I2、I3、I4、I5における巻線Z1、Z2、Z3、Z4、Z5の位置合わせを修正し、ばね78に対するスペーサ手段80の軸方向の位置、特に間隔I1、I2、I3、I4における巻線Z1、Z2、Z3、Z4、Z5の状態を修正することによって、ばね78の巻線の間に配置されるスペーサ部分の厚さを修正するものである。かくして、調整手段82は、所望のペダル間隔修正に応じて間隔In+1またはIn−1に向かって間隔Inの巻線Znを移動可能であり、たとえば巻線Z5は、間隔I5から間隔I4に向かって移動し、以下同様に行うことができる。
【0073】
調整手段82は、ばね78におけるスペーサ手段80を、たとえば矢印Vの方向に締め、あるいは矢印Dの方向にゆるめることができるステップモータを含み、巻線Z1、Z2、Z3、Z4、Z5が、ねじのピッチをなし、間隔I1、I2、I3、I4、I5がねじ孔をなす。
【0074】
次に、本発明によるペダル感覚シミュレーションカートリッジの動作について説明する。そのため、弾性手段、特にコイルばねに負荷をかけた場合の巻線S1、S2、S3、S4、S5、S6の移動を考慮する。巻線Snと巻線Znとが接触すると説明される場合、もちろん、巻線ゾーンSnと巻線ゾーンZnとが連続して徐々に接触することを意味する。
【0075】
ブレーキペダルに作用を及ぼすと、ピストン10は、ばね25に抗して矢印Aに沿って移動し、バルブ32を閉じ、チャンバ22、24を隔離する。作動チャンバ24の容積は減り、作動チャンバ内の圧力が上がり、ピストン42の第一の面44に同様に作用する。作動チャンバ24内の圧力が所定値を超えると、ピストン42は、ばね78に抗して矢印Bに従って移動する。
【0076】
図4では、ペダル行程の関数としてペダル応力特性C1を示す第一の例が示されており、これは、ピストン42の移動の関数として示されたピストン42の反応にほぼ匹敵する。
【0077】
特性C1は、ばね78を圧縮する作用を及ぼすピストン42の移動開始時に相当する第一の部分P1を含み、間隔I1、I2、I3、I4、I5は、それぞれの長さdを同時に減少する。間隔I1、I2、I3、I4、I5の寸法dは、寸法e1より大きく、その場合、巻線ゾーンS1、S2は、まだ巻線ゾーンZ1に接触しない。
【0078】
寸法dが寸法e1に等しくなると、巻線ゾーンS1、S2が巻線ゾーンZ1と接触し、巻線ゾーンZ1は、もはや巻線ゾーンS1に接近不能となり、巻線ゾーンS2は、いわゆる非作動状態になるので、弾性手段48の剛性が高められ、特性C1の勾配が増加する。
【0079】
ばね78は弾性変形し続け、スペーサ手段80の巻線Z1に対して巻線S2、S3を連続して徐々に支持し、その場合、巻線S3は作動停止し、弾性手段の剛性を再び高め、その結果、特性C1の勾配が増加する。
【0080】
勾配の変化は連続して行われるので、ペダル感覚は、従来の制動回路で感じ取る感覚に非常に近くなる。
【0081】
運転者が、ブレーキペダルにかける力を増加し続けると、ピストン42がばね78を圧縮し続けて、ばね78の巻線とスペーサ手段の巻線とを再び接触させ、特性の勾配を連続して増加する。
【0082】
スペーサ手段80により隔てられるばね78の全ての巻線がスペーサ手段80の巻線と接触すると、特性C1の剛性の勾配は、スペーサ手段の巻線により隔てられないばねの巻線、従って、作用力が増加するとさらに接近しうるばねの巻線が、同時に接触するまで一定になり、ばねは、もはや弾性的に圧縮不能になる。これは、マスターシリンダの正常動作に対応しない。
【0083】
従って、弾性手段48は、修正可能な可変ピッチばねに相当する。
【0084】
可変ピッチを持つばねと、一定またはそうでない軸方向の寸法の巻線を備えたスペーサ手段とを有する弾性手段は、本発明の範囲を逸脱しない。
【0085】
図4、5、6では、増加するばね78の巻線Sn間に配置されたスペーサ手段の巻線Znの軸方向の最大寸法に対する特性C1、C2、C3を示している。この変化は、調整装置により、ばね78でスペーサ手段80をゆるめ、あるいは矢印Eの方向にスペーサを角方向移動することによって得られる。これにより、従来の回路の吸収に対応する制動開始ゾーンが延長される。
【0086】
もちろん、カートリッジの軸Yは、マスターシリンダ本体の軸Xに対して垂直以外のあらゆる方向に配向可能である。
【0087】
図7では、本発明による電気油圧制動システムを示した。このシステムは、ブレーキぺダル86に接続される作動ロッド18が作動する、本発明によるマスターシリンダMCと、たとえば行程センサのような、作動ロッド18の長手方向の移動検知手段88と、前記検知手段88の情報を受け取ってブレーキ92を作動させる制御命令を発生する計算機90と、前記計算機90から命令を受けてブレーキ92に加圧オイルを送る、たとえば電動ポンプ等の圧力発生器94と、正常動作時、マスターシリンダとブレーキとの間の連通を遮断する電磁弁96とを含み、前記電磁弁は、休止時および動作劣化時に開放される。
【0088】
運転者がブレーキペダル86を作動すると、検知手段88が計算機90に情報を送り、計算機は、ブレーキ92に加圧オイルを送る命令をポンプ94で発生する。従来の制動回路に対応するシミュレーション反応は、運転者のブレーキレベル調整の可能性を提供するブレーキペダルにより、運転者に伝えられる。
【0089】
もちろん、供給チャンバと圧力チャンバとからなる単一油圧回路を備えたマスターシリンダで、圧力チャンバが、本発明による弾性手段を備えたペダル感覚シミュレーションカートリッジに接続されるものは、本発明の範囲を逸脱しない。
【0090】
以上のように、有効で簡単な構造のペダル感覚シミュレーション手段を備えるマスターシリンダを構成し、有利には、これらのマスターシリンダを、簡単かつスピーディーに様々な型式の自動車に取り付け、技術に適合させることができ、およびまたは自動車の運転者の願望に合わせることができる。
【0091】
本発明は、特に、自動車産業に適用される。
【0092】
本発明は、特に、自動車用のブレーキ産業に適用され、なかでも自家用車のブレーキ産業に適用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術による電気油圧制動システム用のマスターシリンダの縦断面図である。
【図2】 従来の油圧回路のペダル感覚特性を示す曲線である。
【図3】 本発明によるマスターシリンダの詳細を示す縦断面図である。
【図3’】 図3の部材の斜視図である。
【図4】 1つの調整に対して本発明による電気油圧制動システムで得られるペダル感覚の特徴曲線を示すグラフである。
【図5】 他の調整に対して本発明による電気油圧制動システムで得られるペダル感覚の特徴曲線を示すグラフである。
【図6】 さらに他の調整に対して本発明による電気油圧制動システムで得られるペダル感覚の特徴曲線を示すグラフである。
【図7】 本発明による電気油圧制動システムの概略図である。
【符号の説明】
2 本体
4 中ぐり
6 第一の油圧回路
8 第二の油圧回路
10、42 ピストン
12 リップパッキン手段
14 環状溝
18 作動ロッド
22 供給チャンバ
24 作動チャンバ
28 ペダル感覚シミュレーションカートリッジ
44 第一の面
46 第二の面
48 弾性手段
78 第一のコイルばね
80 スペーサ手段
82 調整手段
88 検知手段
90 計算機
92 ブレーキ
94 圧力発生器
96 電磁弁
B 方向
R ブレーキオイルリザーバ
Sn 第一の巻線
Zn 第二の巻線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to a master cylinder for an electrohydraulic braking system comprising improved pedal feel simulation means and an electrohydraulic braking system including such a master cylinder.
[0002]
[Prior art]
The electrohydraulic braking system includes a master cylinder that simulates a mechanical response of a conventional braking circuit that the driver feels with a brake pedal during normal operation, and means for detecting the driver's operation on the brake pedal, The detecting means sends information to the computer, and the computer generates a command for sending pressurized brake oil to the brake to the hydraulic pump. When the operation is deteriorated, for example, when the pump does not react, the master cylinder supplies pressurized brake oil to the brake as in the conventional braking circuit.
[0003]
A master cylinder for a known type of electrohydraulic braking system comprises a substantially cylindrical body, in which a boring provided is divided into at least one supply chamber and a working chamber by a piston, said piston being It is mounted on the bore in an airtight sliding manner and is actuated by an actuating rod connected to the brake pedal. The piston can communicate between the two chambers during a pause, and the two chambers can be hermetically separated during braking. The supply chamber is airtightly connected to the brake oil reservoir, and the working chamber is connected to a pedal sensation simulation cartridge or pedal sensation cartridge during normal operation, and is connected to at least one brake located at the wheel position during operation deterioration. The
[0004]
The pedal sensation cartridge includes an exterior that defines a generally cylindrical chamber within which the piston slides, the piston being a pressurized brake supplied by the actuation chamber by a first surface during a braking phase during normal operation. According to the oil, according to the second surface, according to the first end of the elastic means, the second end of the elastic means is supported at the bottom of the chamber opposite the piston. The elastic means can simulate the mechanical response of a conventional braking circuit. This response corresponds to a relationship that relates the force on the pedal as a function of the pedal stroke. The characteristic curve of this relational expression has at least one first part corresponding to the absorption of the braking circuit at the start of the braking phase and then a second part corresponding to an increasing response with increasing braking level. Including.
[0005]
Thus, known types of elastic means used in pedal-like cartridges are very complex and expensive, for example, multiple coil springs with different loads at constant and variable pitches, Includes an elastic member. In addition, the assembly time is long and the number of parts required to properly simulate the conventional pedal response is high, resulting in high costs.
[0006]
The electrohydraulic braking system can control brakes and automobiles well, but cannot be considered for application to a wide range of automobiles because the simulation means of the braking circuit response is relatively complex and requires precise adjustment.
[0007]
Moreover, automobile equipment manufacturers want to standardize the components that make up the braking system as much as possible. However, since the pedal feel of each type of automobile is characteristic, at present, the pedal feel simulation means of each type of automobile must be significantly modified.
[0008]
For car drivers, it is very interesting to be able to modify the pedal feel according to the desired type of driving, but that is not possible with existing means. In particular, when a plurality of people who desire different braking comforts drive a car, the car computer stores the pedal-sensitive device adjustments for each driver who can use the car, and automatically adjusts when the driver is identified. Could be done.
[0009]
It is also possible to consider reducing the number of members constituting the simulation cartridge by using, for example, a single spring.
[0010]
It is inappropriate to use a coil spring with a regular pitch. This is because the stiffness coefficient k of these springs is constant, and the deformation force Fd is linearly related to the axial deformation x by the formula Fd = k * x, and this relation is as long as the spring is elastically deformed. This is because it is effective.
[0011]
There are also variable-pitch springs, whose deformation force is nonlinearly related to the axial deformation of the spring, the characteristics of which are close to those of conventional braking circuits. Alternatively, the simulation pedal feel cannot be adjusted according to the driver's type.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a master cylinder for an electrohydraulic braking system that has a simple configuration and enables a simulation pedal feeling that is very close to the response of a conventional braking circuit.
It is also an object of the present invention to provide a master cylinder for an electrohydraulic braking system that can be easily applied to various vehicle types.
[0013]
It is also an object of the present invention to provide a master cylinder for an electrohydraulic braking system in which the simulated pedal feel can be easily adjusted.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a master cylinder for an electrohydraulic braking system that can be used in a plurality of types of automobiles.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
These objects are achieved by a master cylinder including a pedal feel simulation cartridge with elastic means for reproducing the response of a conventional braking circuit, the elastic means comprising at least one of the first coil spring and the first coil spring. Spacer means arranged between two windings, said spacer means having two axially facing support surfaces for the two windings, the windings being supported by the spacer means Modify the stiffness of the elastic means when done.
[0016]
In other words, the elastic means includes a spring having a plurality of windings, and the springs are coupled to a spacer interposed between the plurality of windings of the spring, whereby a plurality of sets separated by a single winding spacer. A spring winding is formed. As the load on the spring increases, the windings of the spring gradually and continuously come into contact with the part of the spacer arranged between each set of windings, thus continuously increasing the rigidity of the elastic means, thus The brake pedal generates a response close to that of a conventional braking circuit.
[0017]
In fact, the stiffness of the elastic means determines the response of the pedal sensation simulation cartridge, and the stiffness of the elastic means is inversely proportional to the number of working windings of the coil spring. When a certain load is applied to the spring, the winding that moves in the axial direction with respect to the other winding is called the working winding.
[0018]
As a result, when a load is applied to the elastic means according to the present invention, the winding zone of the spring gradually contacts the spacer means, and the winding zone is next to this winding zone in the direction of loading. Continue until the winding zone or the previous winding zone is fixed. The next or previous winding zone is an “inactive” winding zone that forms a support and stops operation of the active winding zone.
[0019]
Advantageously, the cross-section of the spacer is variable along the axis of the spring, so that a modified change in the stiffness of the elastic means is obtained and a response very close to that of a conventional braking circuit is obtained.
[0020]
Moreover, the response felt by the brake pedal can be corrected by changing the relative position of the spacer means with respect to the spring, so that, for example, the change in stiffness of the elastic means can be corrected and is advantageously controlled by the computer of the braking system. Can be provided.
[0021]
The present invention mainly includes A master cylinder for an electrohydraulic braking system, A boring body with a longitudinal axis at the center, and a supply chamber and an operating chamber that are airtightly attached to the bore and are airtightly coupled to the brake oil reservoir and axially bored. Split and simulate the reaction of the braking circuit at the brake pedal and the piston controlled by the actuating rod connected to the brake pedal Pedal feel simulation The working chamber communicates with the interior of the pedal sensation simulation cartridge during normal operation, and communicates with at least one brake disposed at a wheel position when operation deteriorates, Pedal feel simulation The cartridge includes a piston capable of following the pressurized brake oil supplied from the working chamber by the first surface and the variable rigid elastic means by the second surface, wherein the elastic means comprises at least one first A coil spring and at least two windings of said coil spring line Spacer means disposed between , Product Brake oil in the moving room Pressure Over the specified value Then Said spacer means But with respect to the spacer means Winding The support The pedal feel simulation cartridge includes adjustment means for adjusting the simulation pedal feel by correcting the axial position of the spacer means relative to the coil spring. It is characterized by Ru Star cylinder providing .
[0022]
The present invention also provides a master cylinder characterized in that the spacer means is formed from a spiral forming a winding. providing .
[0023]
The present invention also provides a master cylinder characterized in that the cross-sectional dimension of the helix of the cartridge increases or decreases continuously in the helix portion along the longitudinal axis. providing .
[0024]
The present invention also provides a master cylinder characterized in that the spacer means is made of a plastic material. providing .
[0025]
The present invention also provides a master cylinder characterized in that the coil spring has a regular pitch. providing .
[0026]
The present invention also provides spacer means comprising: Pedal feel simulation A master cylinder having a second longitudinal end fixedly attached to a cartridge piston providing .
[0027]
According to the present invention, there is provided a master cylinder characterized in that the adjusting means includes a step motor that enables rotational movement of the spacer means in the longitudinal direction. providing .
[0028]
The present invention also provides a means for detecting a driver's brake operation, a computer that receives information from the detection means and generates a control command for operating at least one brake disposed at a wheel position, and a command for the computer In response, a pressure generator that sends pressurized oil to the brake, a pedal-like simulation during normal operation, a master cylinder that serves as a source of pressurized brake oil during operation deterioration, and the master cylinder during normal operation An electrohydraulic braking system, wherein the master cylinder is a master cylinder according to the present invention. providing .
[0029]
The present invention also provides a braking system in which the pressure generator is an electric pump. providing .
[0030]
The invention will be better understood from the attached drawings and the following description. In the figure, the front, rear, upper part and lower part respectively correspond to the left, right, upper and lower parts of the attached drawings.
[0031]
The members having substantially the same shape or the same function are denoted by the same reference numerals.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In FIG. 1, a known type of master cylinder with a
[0033]
The
[0034]
The piston 10 has in its central part a
[0035]
A return means 25 for the piston 10 is arranged in the first working
[0036]
Contrary to the
[0037]
The
[0038]
The pedal-
[0039]
The main body of the
[0040]
The
[0041]
Between the
[0042]
The elastic means 48 for simulating the pedal feeling includes a
[0043]
The coil springs 434 and 60 operate in their elastic deformation region when the brake is operated.
[0044]
Next, the operation of the conventional master cylinder will be briefly described.
[0045]
When acting on the brake pedal, the piston 10 moves against the
[0046]
Initially, the
[0047]
At the end of the stroke corresponding to the maximum braking force, the
[0048]
The piston of the second circuit does not move.
[0049]
When the operation is deteriorated, the
[0050]
Although the above master cylinder is satisfactory, it has a complex configuration and cannot change the reaction simulated by the cartridge.
[0051]
There is also an electrohydraulic braking system with a single circuit master cylinder, ie it contains only one pressure piston, so that a single working chamber is connected to the pedal sensation cartridge during normal operation and fails. In this case, two or four brakes arranged at wheel positions are supplied.
[0052]
FIG. 3 shows a pedal
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
However, it is also conceivable to provide variable-pitch coil springs, cylindrical or conical coil springs with a circular or rectangular winding in cross section.
[0059]
The
[0060]
The elastic means 48 also has a spacer means 80 (FIG. 3 ′) which is preferably helical around the axis Y and includes a second winding Zn. The illustrated example includes Z1, Z2, Z3, Z4, and Z5. The spacer means 80 can cooperate with the
[0061]
The winding Zn of the spacer means 80 has a sufficient lateral dimension so that the winding Sn of the
[0062]
If the
[0063]
The spacer means 80 includes an upper free end (not shown) and a
[0064]
Of course, the
[0065]
In the illustrated embodiment, the helix forming the spacer means 80 comprises a winding with an axial dimension e along the axis Y, this dimension decreasing continuously along the direction of the arrow C. The cross sections of the windings Z1, Z2, Z3, Z4, and Z5 shown in FIG. 3 are axial dimensions e1, e2, e3, e4, and e5, respectively, e2 is smaller than e1, and e3 is e. 2 E4 is smaller than e3 and e5 is smaller than e4.
[0066]
Of course, the spacer means are arranged in the opposite direction between the windings of the
[0067]
Of course, the spacer means 80 consisting of spirals with axial dimensions that vary monotonically along the axis Y also does not depart from the scope of the present invention.
[0068]
The cross section of the helix is advantageously rectangular, but a helix with a circular or oval cross section, for example, does not depart from the scope of the invention.
[0069]
Further, not all the intervals In need to include the winding Zn of the spacer means 80.
[0070]
Here, n is a positive integer of 1 or more.
[0071]
The spacer means 80 is advantageously made of a plastic material which is easily elastically deformed in the operating range of the elastic means 48, but for example the windings of the
[0072]
The illustrated embodiment also includes a simulation pedal spacing adjustment means 82 that allows the stress characteristics and stroke first part to be particularly modified. This corrects the alignment of the windings Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 in the intervals I1, I2, I3, I4, I5, and the axial position of the spacer means 80 relative to the
[0073]
The adjusting means 82 includes a stepping motor that can tighten, for example, the spacer means 80 in the
[0074]
Next, the operation of the pedal feel simulation cartridge according to the present invention will be described. Therefore, consideration is given to the movement of the windings S1, S2, S3, S4, S5, and S6 when a load is applied to the elastic means, particularly the coil spring. When it is described that the winding Sn and the winding Zn are in contact with each other, it naturally means that the winding zone Sn and the winding zone Zn are in contact with each other gradually and gradually.
[0075]
When acting on the brake pedal, the piston 10 moves along the arrow A against the
[0076]
FIG. 4 shows a first example showing the pedal stress characteristic C1 as a function of pedal stroke, which is roughly comparable to the response of the
[0077]
The characteristic C1 includes a first portion P1 corresponding to the start of movement of the
[0078]
When the dimension d is equal to the dimension e1, the winding zones S1, S2 come into contact with the winding zone Z1, and the winding zone Z1 Is no longer accessible to the winding zone S1, and the winding zone S2 is in a so-called inactive state, so that the rigidity of the elastic means 48 is increased and the gradient of the characteristic C1 is increased.
[0079]
The
[0080]
Since the gradient changes are made continuously, the pedal feel is very close to that felt by a conventional braking circuit.
[0081]
As the driver continues to increase the force applied to the brake pedal, the
[0082]
When all of the windings of the
[0083]
Therefore, the elastic means 48 corresponds to a variable pitch spring that can be corrected.
[0084]
Elastic means having springs with variable pitch and spacer means with constant or otherwise axially dimensioned windings do not depart from the scope of the present invention.
[0085]
4, 5 and 6 show the characteristics C1, C2 and C3 with respect to the maximum dimension in the axial direction of the winding Zn of the spacer means arranged between the windings Sn of the increasing
[0086]
Of course, the axis Y of the cartridge can be oriented in any direction other than perpendicular to the axis X of the master cylinder body.
[0087]
FIG. 7 shows an electrohydraulic braking system according to the present invention. This system comprises a master cylinder MC according to the invention in which an
[0088]
When the driver activates the brake pedal 86, the detecting
[0089]
Of course, a master cylinder with a single hydraulic circuit consisting of a supply chamber and a pressure chamber, in which the pressure chamber is connected to a pedal-like simulation cartridge with elastic means according to the present invention, is outside the scope of the present invention. do not do.
[0090]
As described above, master cylinders having pedal sense simulation means having an effective and simple structure are configured, and advantageously, these master cylinders are easily and speedily attached to various types of automobiles and adapted to the technology. And / or can be adapted to the desires of car drivers.
[0091]
The invention applies in particular to the automotive industry.
[0092]
The present invention is particularly applicable to the brake industry for automobiles, and in particular to the brake industry for private cars.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a master cylinder for an electrohydraulic braking system according to the prior art.
FIG. 2 is a curve showing pedal feel characteristics of a conventional hydraulic circuit.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing details of a master cylinder according to the present invention.
FIG. 3 ′ is a perspective view of the member of FIG.
FIG. 4 is a graph showing a pedal-like characteristic curve obtained with the electrohydraulic braking system according to the present invention for one adjustment.
FIG. 5 is a graph showing pedal-like characteristic curves obtained with the electrohydraulic braking system according to the present invention for other adjustments.
FIG. 6 is a graph showing a pedal-like characteristic curve obtained with the electrohydraulic braking system according to the present invention for further adjustment.
FIG. 7 is a schematic view of an electrohydraulic braking system according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2 body
4 boring
6 First hydraulic circuit
8 Second hydraulic circuit
10, 42 piston
12 Lip packing means
14 annular groove
18 Actuating rod
22 Supply chamber
24 Working chamber
28 Pedal feel simulation cartridge
44 First side
46 Second side
48 Elastic means
78 First coil spring
80 Spacer means
82 Adjustment means
88 detection means
90 calculator
92 Brake
94 Pressure generator
96 Solenoid valve
B direction
R Brake oil reservoir
Sn first winding
Zn Second winding
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